Verfahren und Einrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Polyamiden sowie Verwendung der erhaltenen Polyamide zur Herstellung von Garn
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Polyamiden durch Polykondensation von Lösungen ihrer Monomere, welche als in Reaktion tretende Gruppen Amino- und Carboxylgruppen aufweisen und auf eine Einrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens sowie auf die Verwendung der erhaltenen Polyamide zur Herstellung von Garnen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung von linearen Polycarbonamiden mit hohem Molekulargewicht, welche zur Herstellung von Fasern und Filamenten geeignet sind.
Bei der Herstellung von solchen linearen Polyamiden werden flüssige Reaktionsgemische verwendet, welche polyamidbildende Reaktanten enthalten. Beispielsweise wird bei der Herstellung von Nylon eine Reaktionsgemisch-Lösung in Wasser oder einem anderen Lösungsmittel verwendet. Dieses flüssige Reaktionsgemisch wird überatmosphärischem Druck und höheren Temperaturen unterworfen um die Polykondensation zu Polyamid einzuleiten. Mit dem Fortschreiten der Polykondensation nimmt die Viskosität der Reaktionsmasse in bekannter Weise zu, bis ein gewünschter Polymerisationsgrad erreicht ist.
Polyamidbildende Reaktionsmischungen bestehen aus wässerigen Lösungen von Hexamethylendiamin und Adipinsäure und die kommerzielle Herstellung dieser Lösungen erfordert einen grossen Zeit- und Arbeitsaufwand. Zur Erzeugung eines Polymers aus dem Filamente hoher Qualität gesponnen werden können, kann es erforderlich sein, das kommerziell hergestellte Hexamethylendiamin sowie die kommerziell hergestellte Adipinsäure zu verschneiden, um ausgewogene Ausgangsreaktanten zu erhalten. Die so verbesserten Reaktanten werden üblicherweise zu gleichen Teilen gemischt und mit Wasser auf 40 bis 60 Gewichtsprozent verdünnt, so dass sie ohne Ausfällung oder andere Verluste gelagert werden können.
Diese Lösungen können zusätzlichen Behandlungen unterzogen werden, beispielsweise einer pH Regulierung oder einer Behandlung mit Aktivkohle, um gute Klarheit, gleichmässige Farbaufnahme und gleichmässige Verteilung des Molekulargewichtes des Polymers zu erzielen.
Bei bekannten Verfahren zur kommerziellen Herstellung von Polyamiden, beispielsweise von Nylon 6,6, wird die wässrige Salzlösung in den ersten Verfahrensschritten bei 1,4 - 3,5 atü auf 105 - 1150C erhitzt, um den grössten Teil des Lösungswassers zu entfernen, bevor die Amidation der Adipinsäure und des Hexamethylendiamins durch weitere Erhöhung der Temperatur der Reaktanten angeregt wird. In bekannten Verfahren und Einrichtungen wird durch den Eindampfvorgang eine maximale Konzentration der wässrigen Nylonsalzlösung von etwa 65 Gew.- lO erzielt. Versuche zur Konzentration der Salzlösungen über diesen Wert hinaus, resultierten in einer merklichen Zunahme der Verluste von Hexamethylendiamin in den Verdampfungsabgasen.
Diese Verluste sind nicht nur kostspielig, sondem sie verursachen auch eine Störung der gewünschten gleichen Anteile von Hexamethylendiamin und Adipinsäure in der Salzlösung. Lässt man dagegen einen grossen proportionalen Anteil von Lösungswasser in der Salzlösung zu, ergeben sich für die nachfolgenden Verfahrensschritte unnötig grosse Anforderungen an Heizleistung und Einrichtungen, da höhere Temperaturen zur richtigen Polymerisation der Reaktionsmasse benötigt werden sowie zur Entfernung von zusätzlichem Wasser, welches beim Poly merisationsprozess entsteht.
Es ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, welches gestattet, eine höhere Konzentration von wässrigen Lösungen von Hexamethylendiamin und Adipinsäure ohne wesentliche Verluste von Hexamethylendiamin zu erzielen und dadurch eine wesentliche Verbesserung der Polymerisation von Polyamiden mit verbesserten physikalischen Eigenschaften und gleichmässigerer Farbaufnahme ermöglicht.
Erfindungsgemäss wird dies durch die folgenden Verfahrensschritte erreicht:
1. Kontinuierliche Zuführung der Monomerlösung zu einem Eindampfer und gleichmässige Verteilung davon über einer Flüssigkeits 1 Dampf-Kontakteinrichtung und Führung durch diese hindurch zu einem Flüssigkeitssumpf,
2. Aufheizen des Flüssigkeitssumpfes auf eine Temperatur über dem Siedepunkt des Lösungsmittels zur Anreicherung der Monomerlösung,
3. Zuführung eines Teiles der angereicherten Monomerlösung aus dem Flüssiglteitssumpf zu einem geheizten Reaktionsgefäss mit einer Flüssigkeits- und einer Dampfphase,
4. Rückführung der praktisch gesamten Dampfphase vom Reaktionsgefäss zflm Eindampfer in einen Dampfraum zwischen dem Flüssigkeitssumpf und der Flüssig kits 1 Dampf-Kontakteinrichtung,
5.
Abzug des praktisch von Monomer freien Dampfes der Monomerlösung aus dem Eindampfer an einer Stelle oberhalb deren Zuführung, und
6. kontinuierliches Abziehen der flüssigen Phase der Monomerlösung aus dem geheizten Reaktionsgefäss, zur Durchführung von weiteren Verfahrensschritten der Polykondensation.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Verfahrens und eine Ausführungsform einer zur Durchführung dieses Verfahrens geeigneten Einrichtung an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Verfahrensschema zur kontinuierlichen Polykondensation.
Fig. 2 zeigt eine schematische Vorderansicht eines Teiles einer Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Fig. 1.
Obgleich im allgemeinen jegliche polymerbildende Verbindung nach dem neuen erfindungsgemässen Verfahren behandelt werden kann, beschränken sich die im folgenden beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele auf Verbindungen, die einem Polykondensationsprozess unterworfen werden können und hochmolekulare lineare Polyamide mit faserbildenden Eigenschaften ergeben. Solche Polyamide umfassen auch die kommerziellen Nylonarten.
Die in Figur 2 dargestellte Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss Fig. 1 besteht aus einem Eindampfer 10, einem Reaktionsgefäss 18, einem Druckentspanner 26, einer Vorendstufe 31 und einer Endstufe 36. Die in einem flüssigen Lösungsmittel gelösten Monomere, welche organische primäre oder sekundäre Diamine und organische zweibasische Carboxylsäuren, Salze von diesen oder eine polymerisierbare organische Monoaminosäure umfassen können, werden über die Leitung 11 dem Eindampfer 10 kontinuierlich zugeführt und in diesem bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck unter Abführen von Lösungsmittel durch Eindampfen konzentriert. Der Eindampfer 10 weist eine Heizschlange 12 auf, welcher über die Leitung 13 ein geeigneter Wärmeträger, beispielsweise Dampf oder Dowtherm zugeführt und über die Leitung 14 abgeführt wird.
Die sich beim Eindampfen der Monomerlösung bildenden Lösungsmitteldämpfe werden über die in der Decke des Eindampfers vorgesehene Leitung 15 abgeführt.
Im oberen Teil des Eindampfers 10 ist eine Sprüheinrichtung 16 zum Versprühen der durch die Leitung 11 in den Eindampfer eintretenden Monomerlösung vorhanden.
Im mittleren Teil des Eindampfers 10 ist eine Flüs sig,keit/Dampf-Kontakteinrichtung 17 vorhanden, in welcher die durch den Eindampfer fliessende Monomerlösung in innigen Kontakt mit den vom erhitzten unteren Teil des Eindampfers aufsteigenden und den dem Eindampfer über die Leitung 19 aus dem Reaktionsgefäss zugeführten Dämpfen gelangt und dadurch aus diesen Dämpfen dampfförmige Reaktionskomponenten kondensiert und dem Prozess wieder zuführt.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird dem Eindampfer 10 eine wässerige Lösung mit einem Gehalt von 45 bis 50 Gewichtsprozenten von Hexamethylendiammoniumadipat zugeführt, welche durch Mischen von gleichen Anteilen von Hexamethylendiamin mit Adipinsäure unter Zugabe von Wasser bis zur Erreichung der gewünschten Konzentration erhalten wurde. Diese wässerige Lösung wird im Eindampfer mittels der Sprüheinrichtung 16 oberhalb der Kontakteinrichtung 17 versprüht und fällt unter der Wirkung der Schwerkraft durch die Einrichtung 17 in den die Heizschlange 12 umgebenden Raum des Eindampfers, wo die wässerige Lösung einer Temperatur von 1 100C zwischen Atmosphärendruck und 8,09 kg/cm2 auf 2000C aufgeheizt und auf 60 bis 85 Gewichtsprozent konzentriert wird.
Je nach den gewählten Temperaturen und Drücken kann die Polymerisation des Hexamethylen diammoniumadipates bereits im Eindampfer 10 beginnen.
Die konzentrierte Reaktionslösung wird vom Eindampfer 10 über die Leitung 20 kontinuierlich dem Reaktionsgefäss 18 zugeführt, in welchem eine Polykondensation stattfindet. Das Reaktionsgefäss ist im we sentlichen ein Wärmeaustauscher üblicher Bauart, durch welchen Reaktionsmasse kontinuierlich bewegt wird, während das Reaktionsgefäss mit Wärme und Druck versorgt wird. Zur Aufheizung des Reaktionsgefässes kann dieses durch eine äussere Hülle 22 umgeben sein, welche einen Einlass 23 und einen Auslass 24 aufweist zur Zuund Abfuhr eines Wärmeträgers. Als Wärmeträger kann dabei überhitzter Dampf, Dowthen oder ein anderes geeignetes Medium verwendet werden, welches dem Reaktionsgefäss im Gegenstrom oder auf andere Art zugeführt werden kann.
Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird die aus dem Eindampfer kommende auf 60 bis 85 Gewichtsprozent konzentrierte Lösung von Adipinsäure und Hexamethylendiamin im Reaktionsgefäss 18 einer Polykondensation unterworfen und dabei während 30 Minuten bis 3 Stunden auf 200 bis 2750C erhitzt und einem Druck von 10.546 bis 21.09 kg/cm2 unterworfen. Die der Polykondensation unterworfene Reaktionsmasse wird zweckmässigerweise kräftig bewegt, um die Wärmeübertragung zu verbessern.
Bei der Polykondensation entstehende flüchtige Produkte, wie zurückgebliebenes Lösungswasser, Reaktionswasser und dampfförmiges Hexamethylendiamin, werden kontinuierlich aus dem Reaktionsgefäss über die Leitung 19 zum Eindampfer 10 zurückgeführt, und zwar in den Dampfraum über der geheizten flüssigen Reaktionslösung und unterhalb der Kontakteinrichtung 17 zur Zurückgewinnung des beim Polykondensationsvorgang verdampften Hexamethylendiamids, welches sonst für den Prozess verloren wäre. Die aus dem Verdampfungsund Polykondensationsvorgang stammenden, nicht kondensierten Lösungsmitteldämpfe, werden nach dem Passieren der Kontakteinrichtung 17 über den Auslass 15 abgeführt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens zur Polykondensation von Hexamethylendiamin und Adipinsäure wird eine wässerige Lösung von Hexamethylendiammoniumadipat verwendet und diese im Eindampfer 10 bei 1300C bis 1650C und Drücken von 1,05 bis 3,515 atü auf 75 bis 85 Gewichtsprozent konzentriert, wobei der Anteil an Hexamethylendiamin in den abgeführten Lösungsmitteldämpfen 0,15 Gewichtsprozent nicht übersteigt. so dass das für den Prozess notwendige Verhältnis von im wesentlichen 50/50 von Hexamethylendiamin zur Adipinsäure im Eindampfer 10 und im Reaktionsgefäss 18 nicht gestört wird.
Die auf 75 bis 75 Gewichtsprozent konzentrierte wässerige Lösung von Hexamethylendiammoniumadipat wird im Reaktionsgefäss kontinuierlich bewegt und bei einem Druck von 15,47 bis 19,33 atü auf eine Polymertemperatur von 220 bis 2250C erwärmt, wodurch die Reaktionsmasse in ein Polyamid mit niedrigem Molekulargewicht umgewandelt wird. Die beim Polykondensationsvorgang entstehenden Dämpfe werden wie bereits beschrieben, zum Eindampfer 10 zur Rückgewinnung von Reaktionssubstanzen zurückgeführt.
Die Verweilzeit der Reaktionsmasse hängt vom speziellen Polymerisationsprozess ab, der durchgeführt werden soll. Bei der bevorzugten Ausführungsform beträgt diese 30 Minuten bis 2 Stunden. Nach genügend langem Verweilen der Reaktionsmasse im Reaktionsgefäss 18 wird das teilweise polymerisierte Material über eine Leitung 25 kontinuierlich aus dem Reaktionsgefäss abgeführt und gelangt zum Druckentspanner 26. In diesem wird die teilweise polymerisierte Reaktionsmasse rasch und kontinuierlich auf etwa Atmosphärendruck entspannt, wodurch in der Masse in der flüssigen Phase eingeschlossenes Wasser oder ähnliche Nebenprodukte der Polymerisation verdampft werden und der Polymerisationsgrad der Reaktionsmasse weiter zunimmt.
Zweckmässigerweise wird dabei der Wärmeverlust der Reaktionsmasse ersetzt. Diese Wärme kann mittels eines geeigneten Wärmeträgers zugeführt werden. Zu diesem Zweck weist der Druckentspanner einen Einlass 28 und einen Auslass 29 auf. Durch den schnellen Entspannungsprozess im Druckentspanner 26 entsteht eine schaumige, ausserordentlich zähflüssige Mischung aus teilweise polymerisierter Reaktionsmasse, zurückgebliebenem Lösungsmittel und Nebenprodukten des Kondensationsvorganges in ihren flüssigen und dampfförmigen Phasen, die schwierig zu behandeln ist. Die Neigung zur Schaumbildung wird durch die verschiedenen Zusätze verstärkt, die der Reaktionsmasse zugesetzt werden, um verschiedene Eigenschaften des polymeren Endprodukts, wie Licht- und Hitzebeständigkeit, zu verbessern.
Die aus dem Druckentspanner austretende Reaktionsmasse ist noch nicht genügend polymerisiert um ein befriedigendes Endprodukt zu erzielen. Zur Erhöhung des Polymerisationsgrades der Reaktionsmasse wird diese kontinuierlich der Vorendstufe 31 und darauffolgend der Endstufe 36 zugeführt. In der Vorendstufe 31 werden aus der schaumigen Mischung dünne Filme gebildet um dem zurückgebliebenen Lösungsbittel und den Nebenprodukten des Kondensationsprozesses das Entweichen in der Dampfphase zu ermöglichen, ohne dass Verluste an der Reaktionsmasse eintreten. Die entweichenden Dämpfe werden über die Leitung 32 aus der Vorendstufe entfernt.
Zur Beschleunigung des Polykondensationsprozesses in der Vorendstufe wird den dünnen Filmen Wärme zugeführt. Zu diesem Zweck weist die Vorendstufe einen Einlass 33 und einen Auslass 34 für einen geeigneten Wärmeträger auf.
Die Bildung der dünnen Filme in der Vorendstufe 31 erfolgt durch kontinuierliches Zuführen der schaumigen Reaktionsmasse in etwa horizontaler und tangentialer Richtung zu einem im wesentlichen vertikalen und zylindrischen Kopfteil der Vorendstufe. Die wirbelnde Reaktionsmasse wird dabei geheizt und fällt, oder wird getrieben, zu einem tiefer gelegenen gestutzten konischen Teil der Voreinheit und gelangt aus diesem über die Leitung 35 in die Endstufe 36.
Im zentralen Teil der Vorendstufe 31 ist ein Dampfraum vorhanden, aus welchem zurückgebliebenes Lösungsmittel und Nebenprodukte des Kondensationsprozesses schnell und gründlich zu einem zentralen Teil im Kopf der Einheit 31 abgeführt werden. Im Falle einer Polyamidreaktionsmasse wird in der Vorendstufe eine Temperatur der Masse von 260 bis 3000C aufrecht erhalten. Der aufrecht zu erhaltende Druck richtet sich nach dem Polymerisationsgrad, der erzielt werden soll,
Der letzte Schritt der kontinuierlichen Polymerisation der Reaktionsmasse wird in der Endstufe 36 durchgeführt. Diese kann einen beliebigen in der Polymerisationstechnik bekannten Aufbau besitzen, beispielsweise in der Art einer horizontalen Schnecke.
Zweckmässigerweise sollten dabei Mittel vorhanden sein zur sauberen Entfernung der polymerisierten Reaktionsmasse aus der Endstufe ohne Bildung von Taschen von stagnierendem Polymer. Die Endstufe 36 kann bei Drücken betrieben werden, die kleiner, gleich oder grösser als Atmosphärendruck sind. Die Temperatur der Reaktionsmasse sollte dabei 2600C bis 300"C oder mehr betragen, je nachdem welche polymeren Eigenschaften gewünscht sind.
Zur Zuführung eines passenden Wärmeträgers ist in der Endstufe ein Einlass 39 und ein Auslass 40 vorhanden.
Bei einer Verweilzeit der Reaktionsmassen in der Endstufe von 10 Minuten bis 3 Stunden entsteht ein Polymer von ausserordentlich hoher Qualität, welches aus der Leitung 37 austritt.
Zur besseren Entfernung der in der Endstufe und in der Vorendstufe entstehenden Dämpfe, ist in der Endstufe ein Einlass 38 vorhanden, durch welchen Gas, das inert ist gegenüber der Reaktionsmasse und ihren Lösungsmitteln, im Gegen strom zum Fluss des Reaktionsmittels eingeblasen werden kann und welches die Apperatur über den Auslass 32 der Vorendstufe wieder verlässt.
Fig. 2 zeigt die schematische Vorderansicht einer Ausführungsform der beschriebenen Einrichtung. Gleiche Teile der Figuren 1 und 2 sind mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Die Sprüheinrichtung 16 muss nicht die in Fig. 2 dargestellte Form aufweisen, sondern kann durch ein anderes passendes Mittel ersetzt sein, welches eine gleichmässige Verteilung des flüssigen Reaktionsgemisches über der Kontakteinrichtung 17 gestattet. Die Kontakteinrichtung 17 kann beliebige in der Destillationstechnik bekannte Mittel aufweisen, beispielsweise keramische Sattelkörper, Raschig-Ringe oder andere, dicht eingepasste säulenförmige Kontaktmaterialien. Die Kontakteinrichtung kann vorzugsweise aus dicht eingepassten Destillierkolonnen-Bläschenplatten bestehen und sollte zweckmässigerweise eine solche Gesamthöhe aufweisen, dass sie ein bis zwei oder mehr theoretische Destillationsböden bildet.
Das erfindungsgemässe Verfahren und die zu dessen Ausführung geeignete Einrichtung werden anhand der folgenden Beispiele eingehend erläutert.
Beispiel I
In einer Polymerisationseinrichtung der vorstehend beschriebenen Art wurde aus einer wässerigen Lösung mit einem Gehalt von 45 Gewichtsprozent Hexamethylendiammoniumadipat ein Nylonpolymer hergestellt. In der Einrichtung wurde der bereits beschriebene Verdampfer mit der Sprüheinrichtung zur gleichförmigen Verteilung der Reaktionslösung über der Flüssigkeits/ Dampf-Kontakteinrichtung verwendet. Die Kontakteinrichtung bestand dabei aus 12,7 mm dicken keramischen Sattelkörpern in einer Höhe von annähernd dem 1 bis 1/2flachen des Durchmessers des Eindampfers. Ferner waren bei der Einrichtung die bereits genannten Mittel zur Rückführung der Abgase des Reaktionsgefässes in den Dampfraum des Eindampfers unterhalb der Kontakteinrichtung vorhanden.
Der Eindampfer wurde bei einem Druck von 0,914 atü und bei einer Temperatur von 1 150C betrieben. Die Verweilzeit der wässerigen Lösung innerhalb des Eindampfers war derart gewählt, dass die Konzentration der aus dem Eindampfer ausund in das Reaktionsgefäss eintretenden Lösung 75 Gewichtsprozent an Hexamethylendiammoniumadipat betrug. Der Druck im Reaktionsgefäss wurde auf 17,57 atü gehalten und die Temperatur des Materials innerhalb des Reaktionsgefässes war so gewählt, dass die teilweise polymerisierte Reaktionsmasse beim Austritt aus dem Reaktionsgefäss eine Temperatur von 2450C aufwies. Die Verfahrenschritte des Entspannens, der Vorend- und der Endstufe wurden in bekannten Standardeinrichtungen bei Atmosphärendruck durchgeführt.
Die Wärmezufuhr bei diesen Verfahrensschritten war so bemessen, dass die Temperatur des Polymers von 2450C am Ausgang des Reaktionsgefässes bis auf 2850C am Ausgang der Endstufe zunahm. Inertes Gas wurde im Gegenstrom zum Fluss des Polymers durch die Endstufe und die Vorendstufe geführt in einer Menge von 0,095 m3 inerten Gases pro kg erzeugten Polymers. Nach dem Austritt aus der Endstufe wurde das Polymer zu einem Gam aus 140 Einzelfilamenten mit einem Gesamttiter von 840 den schmelzgesponnen. Zusätzlich wurden mit der gleichen Einrichtung, ausser dass die Sprüheinrichtung und die Kontakteinrichtung aus dem Eindampfer entfemt und keine Mittel zur Rückführung der Abgase aus dem Reaktionsgefäss in den Eindampfer vorgesehen waren, und unter den gleichen Bedingungen aus der gleichen Reaktionslösung Vergleichsmuster von gleichartigem Garn hergestellt.
Die relative Viskosität von Polymeren, die nach beiden Verfahren hergestellt wurden und die Reissfestigkeit und Bruchdehnung von aus beiden Polymerarten erzeugten Garnmustem sind in der Tabelle 1 (oben rechts) angeführt. Die unter dem Titel neues Verfahren angeführten Werte gelten für das Polymer, welches mit der Polykondensationseinrichtung unter Verwendung der Sprüheinrichtung und der Flüssigkeits/Dampf-Kontaktein richtung im Eindampfer, sowie der Rückführung der Abgase vom Reaktionsgefäss in den Eindampfer hergestellt wurde. Die Werte unter dem Titel altes Verfahren gelten für das Polymer, welches mit der gleichen Polykondensationseinrichtung, jedoch ohne Verwendung der vorstehend genannten Mittel hergestellt wurden.
TABELLE 1 altes neues
Verfahren Verfahren relative Viskosität des Polymers 70 70 Reissfestigkeit g/den * 8,8 9,5 Bruchdehnung %* 16,0 17,0 * Diese Werte wurden unter gleichen Prüfbedingungen auf einer Scott IP-4 Prüfeinrichtung bestimmt.
Ein nach dem alten und ein nach dem neuen Verfahren hergestelltes Garnmuster wurde beispielsweise zur Herstellung von Reifenkord verwendet. Dabei wurden von jedem Garnmuster je zwei 140/840 den Garne mit 4,75 Drehungen pro cm in S Richtung gedreht und mit 4,75 Drehungen pro cm in Z Richtung gezwirnt und so ausgewogene, 2-Fach-Zwirne als Reifenkordgarne erhalten. Die Reifenkordgarne wurden dann mit dem gleichen Nylon/Gummi-Klebstoff überzogen und unter den gleichen Bedingungen heiss gestreckt. Die Reissfestigkeit der so verarbeiteten Reifenkordgarne ist in der Tabelle 2 angegeben.
TABELLE 2 altes neues
Verfahren Verfahren Reissfestigkeit des verarbeiteten Reifenkords in kg * 14,29 15,83 Diese Werte wurden unter gleichen Prüfbedingungen auf einer Scott X-3 Prüfeinrichtung bestimmt.
Zur Durchführung von Reifendauerhaftigkeitsprüfungen wurden Muster der so hergestellten Reifenkorde zu Reifen von im wesentlichen gleicher Konstruktion und einer Grösse von 8x14 verarbeitet. Die Prüfung selbst wurde auf einem Prüfrad durchgeführt, das auf einer glatten Oberfläche mit einer Geschwindigkeit von 96,56 km pro Stunde lief, wobei die Reifen einer Belastung von 770,86 kg unterworfen waren. Der Reifendruck betrug bei allen Reifen 2,1 atü. Die Umgebungstemperatur während der Prüfung war etwa 380C. Die Resultate der Reifendauerhaftigkeitsprüfung sind aus der nachstehenden Tabelle 3 ersichtilich.
TABELLE 3 altes neues
Verfahren Verfahren Reifendauerhaftigkeit in km 4023,4 8046,7 bis zum Versagen Wie aus den Werten der Tabellen 1, 2 und 3 ersichtlich, zeigt Gam und aus diesem gefertigter Reifenkord aus Polymer, das nach der beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens hergestellt wurde, eine wesentliche Zunahme der Reissfestigkeit, der Bruchdehnung und der Reifendauerhaftigkeit.
Beispiel 2
Aus der gleichen Reaktionslösung und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1, ausser dass der inerte Gasfluss durch die Endstufe und die Vorendstufe 0,062 m3 pro 1 kg erzeugten Polymers betrug, wurden nach dem alten und neuen Verfahren Polymere hergestellt und in ein 140 Filamentgarn mit einem Gesamttiter von 840 den schmelzgesponnen. Die untenstehende Tabelle 4 zeigt einen Vergleich bezüglich des Gehaltes in Prozenten an Carboxyl- und Aminendgruppen in den beiden Polymerarten und einen Vergleich der Garneigenschaften für aus diesen Polymeren schmelzgesponnene Garne.
TABELLE 4 altes neues
Verfahren Verfahren Relative Viskosität des Polymers 58 58 Gehalt an Carboxyl-Endgruppen in % 74 48 Gehalt an Amin-Endgruppen in % 41 50 Reissfestigkeit g/den 8,7 9,2 Bruchdehnung SO * 17,3 18,0 8 Diese Werte wurden unter gleichen Prüfbedingungen auf einer Scott IP-4 Prüfeinrichtung bestimmt.
Aus beiden Polymerarten hergestellte Garne wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 zu Reifenkord verarbeitet. Die nachstehende Tabelle 5 zeigt einen Vergleich der Reissfestigkeiten und der Schlagfestigkeiten der verarbeiteten Kordgarne.
TABELLE 5 altes neues
Verfahren Verfahren Reissfestigkeit des verarbeiteten Kords in kg* 14,1 15,15 Schlagfestigkeit des verarbeitenden Kords in Grammzentimeter pro Dynzentimeter 0,43 0,49 * Diese Werte wurden unter gleichen Prüfbedingungen auf einer Scott X-3 Prüfeinrichtung bestimmt.
Die verarbeiteten Kordgarne wurden auf die gleiche Weise wie bereits im Beispiel 1 beschrieben in Reifen verarbeitet und diese unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 geprüft. Die Resultate dieser Reifen dauerhaftigkeitsprüfungen zeigt die nachstehende Tabelle 6.
TABELLE 6 altes neues
Verfahren Verfahren Reifendauerhaftigkeit in km bis zum Versagen 4016 4973
Die Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens sind für den Fachmann klar ersichtlich. Zu seiner Durchführung können bekannte und vorhandene Einrichtungen nach einfachen Änderungen verwendet werden. Weiter hat die höhere Konzentration der Reaktionskomponenten, die durch den Eindampfvorgang des neuen Verfahrens erzielt wird, ohne wesentlichen Verlust an Reaktionskomponenten zur Folge, dass bei den späteren Verfahrensschritten weniger Wärme benötigt wird als bei bekannten Prozessen. Dadurch ergibt sich ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens, da die Wärmeanforderungen bei Polymerisationsprozessen ein bekanntes Hindernis für die Erhöhung der Kapazität der Polymerisationseinrichtungen darstellen.
Zudem wird dadurch ein verbessertes Polymer mit richtig ausgewogenen Anteilen an Carboxyl- und Aminendgruppen ermöglicht.
Die wirkungsvolle Entfernung des Lösungsmittels in den ersten Stufen des erfindungsgemässen Verfahrens gestattet einen höheren Polymerisationsgrad in den späteren Stufen und eine weitere Verbesserung des Polymers.